CN1042998A - 监控气体分析器内气流并修正由于压力流量引起的对测量信号干扰影响的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用以监控在一气体分析器内的气流的装置，此装置具有用以供送通过测量室(M)的气体的泵(P)和一用以产生气流中压力上升的阻流器(K)，此阻流器装在测量室的后方。用以测量导气管内绝对压力的一压力接收器(D)装在测量室内、测量室的前方或后方。压力接收器的信号用作流量的量值。

Description

本发明涉及一种在利用流阻使气流中产生一压力升的情况下，对例如由泵供送而通过气体分析器测量室的气流进行监控的装置。该装置在监控的同时，考虑到由压力和流量所引起的对测量信号的干扰影响。
在具有测量气体连续绕流的气体分析器中，通常采用测量和指示气体体积流量和质量流量的装置以监控气流，以下就称作流量测量。
特别是对于不作持续观察而自动工作的气体分析器，比较有利的做法是：通过监控极限值作为连续测量流量的一种补充措施，也就是通过监控使流量保持在一最低值以上或在一最高值以下，因而在离开所容许的流量范围的情况下产生特定的信号输出，以取得看管的作用。
所述气体分析器是基于其物理计量原理对其测量室或容器内的压力变化作出反应而变化其测量信号的。为取得准确的测量，或者必须使测量室内的绝对压力保持恒定，或者必须对分析器的测量信号按压力进行修正。
对于一些较简单的气体分析测量装置通常都装有机械气动测量装置，用以测量和监控气流。带有装在锥形经校正玻璃管中的悬浮体（如球体）的流量计即属于这类装置。球体的悬浮高度在刻度尺上示出流量。通过确定一个上极限值或下极限值即可实现所需对偏离了的流量进行监控并发出信号。这上下极限值可采用以下方法测得：将感应性、光学或磁性的抽头装在玻璃管的周围，在达到极限值时，抽头与悬浮体相互作用，从而发出信号（DE-AS2504275，DE-OS1498896）。
另一种较简单的极限值监控的方法在于采用一种气动电动压力开关，可对气体分析器的静压力变化作出反应（DE-AS1211423）。
再一种气动测量方法是利用一个由于测量隔板或测量毛细管所造成的压差测量流量（DE-OS1523019，DE-OS1903353）。
气体流量还可用测热系统测得并指示。这时，可采用电热丝，并用气流使其冷却。电热丝受冷却而改变其电阻。再对此电阻的变化作进一步的电气处理（DE-OS2104894）。
在所有这些采用电气测量信号的监控方法中，对流量标定指示或物理指示以及极限值监控，在现有技术中都是通过与规定的额定值进行比较取得的。
此外尚可采用压电传感器以测出测量室（测量容器）内的压力，从而修正与压力有关的对测量信号的影响因素。这种来自测量室的信号在现有方法中涉及分析仪器的电气信号处理。
上述这些方法都对以下三种功能至少采用两个测值接收器：
流量测量和指示，
流量极限值监控，
测出测量室或测量容器内的压力以修正由压力引起的分析器测量误差。
这样就造成技术上较大的费用和较低的抗干扰性。
因此，本发明的目的是仅采用唯一的一个简单的测量装置来完成三种任务。
本发明的任务是通过具有下述区别特征的装置来完成的：在气体分析器测量室后方的导气管内设有流阻;设一压力接收器，用以测量在测量室前、测量室中或测量室后导气管内的绝对压力;压力接收器的信号不仅用作通过测量室的气流流量的量值，还用作由压力和流量引起的对分析器信号的干扰影响程度的量值，并用以通过计算修正这些干扰影响。
本发明装置的其它特征还包括：在规定的各时间间隔内中断气流的流道;在这些中断气流时间内，通过同一压力接收器测量导气管内的静压力;所测得的静压力值（例如，由一测地分量和气压分量组成）用以对似静态的压力部分所引起的对流量测量和对预定流量极限值监控中的掺假影响进行计算修正。
根据已知的流体力学定律，通过测量室和气体分析器各导气管的气流，在遇到流动阻力时会产生一与体积流量值成函数关系的压力上升。
测量流阻前的压力作为绝对压力，此压力同时包括测地高度和气压波动在内，这就可用唯一的一个测量值，作相应的信号分析，以简单的方式实现所有三种功能：测量流量、监控极限值和修正由压力引起的分析器测量误差。信号分析和修正计算最好用微处理机进行，在现代分析器中通常本来就已备有这种微处理机。
附图所示为本发明的一个实施例，下面将对此作详细的说明。
使测量气体流经导气管L1再经一泵P通过导气管L2通向一分析器的容器或测量室M。在测量室M后面的导气管L3中接装一用作流阻K的毛细管或隔板，从而在测量室内产生取决于流量的压力上升。在流阻K的前方设一用作绝对压力计的压力接收器D，用以测量导气管中测量气体的压力。压力接收器D原则上不仅可装在测量室M本体中，也可装在其前方或后方，只要其间在导气管L2和L3中流动阻力可忽略不计。压力接收器的信号用以计算压力对分析器测量信号所起影响的修正量。
由于按流体力学定律作为流量的函数的压力上升近似地呈平方的关系，所以绝对压力的测量对流量变化的反应极为灵敏。测量地点的测地高度的影响（这是很重要的，例如，在易地测量或作绝对压力校验标准的情况下）是作为恒量部分叠加压压力接收器的信号上的。此外，在一定情况下还叠加有在排气导管L4内的支配压力和作为缓慢变化部分的气压被动的影响。在通过对绝对压力的测量所作流量测量方面，似静态的压力变化会对测量信号因而也对预定流量极限值产生一种掺假现象。为消除这些影响，可在预定的时间间隔内测出测量室的静压力，并用以对流量测量进行修正。这可通过短时间地中断测量气体的流通（例如，通过关断测量气体泵）来实现。
在目前的情况下，可选用这样一种装置，该装置是在平均流量为50升/小时的情况下，使上极限值为60升/小时，而下极限值为40升/小时。此时，在采用直径为0.7毫米、长度为15毫米的毛细管的条件下，由于流动而引起的动态压力部分约为70毫巴。

Claims (2)

1、在利用一流阻使气流中产生一压力上升的情况下，对例如由一泵(9)供送而通过气体分析器测量室的气流进行监控的装置，该装置在监控的同时，考虑到由压力和流量所引起的对测量信号的干扰影响，其特征是：
在气体分析器测量室(M)后方的导气管(L3)内设有流阻(K)，
设一压力接收器(D)，用以测量在测量室(M)前、测量室(M)中或测量室(M)后导气管内的绝对压力，
压力接收器(D)的信号不仅用作通过测量室(M)的气流流量的量值，还用作由压力和流量引起的对分析器信号的干扰影响程度的量值，并用以通过计算修正这些干扰影响。
2、权利要求1所述装置，其特征是：
在规定的各时间间隔内中断气流的流通，
在这些中断时间内，通过同一压力接收器（D）测量导气管（L3）内的静压力，
所测得的静压力值（例如，由一测地分量和气压分量组成）用以对似静态的压力部分所引起的对流量测量和对预定流量极限值监控中的掺假影响进行计算修正。
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